Under de senaste decennierna har forskargrupper inom materialvetenskap har investerat tid och resurser för att svara på följande fråga:Är det möjligt att utveckla nya tekniker för att producera silverpartiklar på en nanometrisk skala (dvs. en miljarddels meter), vilket förbättrar det optiska, katalytiska och bakteriedödande egenskaper hos silver? En grupp brasilianska utredare rapporterar om ny utveckling.

I en forskning som utförts inom Center for Development of Functional Material (CDMF), forskarna utvecklade ett nytt tekniskt tillvägagångssätt för att generera silvernanopartiklar med 32 gånger baktericidkapaciteten hos dem som för närvarande används i livsmedelsförpackningar, ortotik, och sjukhus och medicinskt material, bland andra. Resultaten av studien publicerades i Vetenskapliga rapporter .

Professor Elson Longo från UFSCar säger att CDMF:s forskare utvecklade en innovativ metod för att erhålla nanokompositer för tre år sedan. Dessa nanokompositer innefattade silver -nanopartiklar kopplade till en silvervolframat halvledarkristall genom transmissionselektronmikroskopi.

Dock, de höga kostnaderna för överföringselektronmikroskop begränsade planer för storskalig produktion av dessa material för verkliga tillämpningar. "Transmissionselektronmikroskopet som används för att erhålla detta material kostar cirka 1,3 miljoner euro, "Longo sa. Tekniken involverade elektronstrålebestrålning av silver volfram, vilket resulterade i lovande baktericider varvid silver volfram halvledare lockar till sig bakteriemedel som sedan neutraliseras av silver nanopartiklar.

För att skala upp produktionen av dessa nanokompositer med en mer konkurrenskraftig metod, forskarna utvecklade en ny teknik som består av pulserad laserbestrålning av en halvledare av silverstatstat, med varje puls som bara varar en femtosekund - en miljonedel av en miljarddel av en sekund (10 ^-15 s). Analys av de bestrålade proverna visade att växelverkan mellan silver volfram halvledaren och femtosekund lasern gav upphov till ett stort antal mikrostrukturer, som de kännetecknades av transmissionselektronmikroskopi och visade sig vara av två olika typer.

"Den nya tekniken vi utvecklade resulterade både i silver -nanopartiklar kvar på halvledaren och i silverkluster, "sa samordnaren för det FAPESP-finansierade forskningscentret.

För att mäta den baktericida aktiviteten hos materialen, forskarna placerade prover av dem i kontakt med meticillinresistenta stammar av Staphylococcus aureus (MRSA), en bakterie som är resistent mot många antibiotika och ofta är roten till sjukhusförvärvade infektioner. Mikroskopisk analys visade en 32-faldig ökning av baktericid aktivitet för de laserbestrålade proverna jämfört med silvernanopartiklar producerade genom elektronstrålebestrålning.

"Den nya tekniken erbjuder möjligheten att erhålla högpresterande bakteriedödande föreningar som är lätta att producera, "Sa Longo.

Potentiella applikationer

Forskarna har ansökt om patent på den nya tekniken och de två nya klasserna av silver -nanopartikel som erhållits genom tekniken. Tanken är att licensiera tekniken till Nanox, en spinoff från CDMF baserat i São Carlos, São Paulo delstat, och stöds av FAPESP:s program för innovativ forskning i småföretag (PIPE). "Nanox säljer redan silver -nanopartiklar världen över och kan ha stor nytta av den nya tekniken för att få fram materialet, "Sa Longo.

Forskarna planerar att utvärdera användningen av materialet i tandproteser och har påbörjat försök för att undersöka verkan av nanokompositer i cancerceller. Preliminära resultat av experimenten tyder på att nanopartiklarna kan eliminera tumörceller utan att påverka friska celler.